電站大壩防洪泄洪有奇效,原因竟是這個,!
水電站所有的建筑物都有其特有的功能,它們可以用于攔截河流,、集中落差,、形成水庫,其中最為常見的就是水電站大壩,、水閘擋水等,。大壩在防洪泄洪方面起到重要的作用。
1,、水電站大壩類型
壩,,作為水利樞紐,主要功能是擋水防洪,。大壩的類型根據(jù)壩址的自然條件,、建筑材料,、施工場地、導(dǎo)流,、工期,、造價等綜合比較選定。每個水電站大壩都必有的部分是擋水壩段,。
通常來說,,大壩分為土壩、重力壩,、混凝土面板堆石壩,、拱壩等。有些水電站的發(fā)電廠房也是大壩的一部分,。選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com
水電站大壩在溪流,、河流、河口作為屏障,,防洪泄洪,,用水力發(fā)電,或存儲水源,、灌溉,。我國有豐富的江川河流,水電站發(fā)電獨占鰲頭,。2013年水電站發(fā)電消費為206.3 Mtoe(百萬噸油當量),,占世界總量的24%,按照1噸油當量=1.5噸煤計算,,相當于3億噸煤,。
下面主要分析拱壩、重力壩,。
拱壩是建筑在峽谷中的攔水壩,,做成水平拱形,凸邊面向上游,,兩端緊貼著峽谷壁,,通常壩身還有泄洪孔、導(dǎo)流孔,。
世界十大拱壩工程分布在亞洲,、歐洲兩大區(qū)域。中國在十大拱壩上占據(jù)五個席位,,分別為:錦屏一級壩(壩高305米),、小灣壩(壩高292 米)、溪洛渡壩(壩高285.5米),、拉西瓦壩(壩高250米),、二灘壩(壩高240米),。
拱壩幾何形狀復(fù)雜,施工難度大,。拱壩在拱與梁的共同作用下,,承受負荷,它的穩(wěn)定性依靠兩岸拱端的反力作用,,對基地的要求高,。拱壩壩身可以泄水,不設(shè)永久性伸縮縫,,抗震性能好,。
重力壩,由砼或漿砌石修筑的大體積檔水,,基本剖面是直角三角形,,整體是由若干壩段組成。在水壓力和其負荷作用下,,主要依靠壩體產(chǎn)生的抗滑力滿足穩(wěn)定要求,。筑壩材料為混凝土或漿砌石。重力壩可能有船閘,、魚道,、沖砂孔。
據(jù)統(tǒng)計,,在各國修建的大壩中,重力壩在各種壩型中往往占有較大的比重,。比如,三峽大壩,,是世界上規(guī)模最大的混凝土重力壩,壩高181米,、壩長2335米,、壩頂寬度40米、壩底寬度115米,。它位于中國湖北省宜昌市境內(nèi),,距下游葛洲壩水利樞紐工程38公里,年發(fā)電量為985億千瓦小時,,是當今世界最大的水利發(fā)電工程——三峽水電站的主體工程,、三峽大壩旅游區(qū)的核心景觀、三峽水庫的東端,。
在大江大河上建設(shè)大壩多選用重力壩,;山區(qū)狹窄河道,且壩肩地質(zhì)承載力好的話,,使用拱壩小型的橡膠壩,。重力壩一般用混泥土或塊石混泥土作為筑壩材料,。對水庫蓄水電站而言,也有很多是用就近取土作為筑壩材料,。一般來說,,大壩高度越高,水庫則越大,,調(diào)節(jié)性能就越好,,能夠起到為電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻,、調(diào)相的作用,。而影響壩高的因素很多,包括地質(zhì),、地形,、電力需求等。
2,、水電站特征水位介紹
水電站水位圖
水電站的特征水位主要有死水位,、正常蓄水位、汛限水位,、防洪限制水位,、防洪高水位、設(shè)計洪水水位,、校核洪水位等,。
死水位是在正常運行時,水庫消落的最低水位,,死水位以下的水庫容積是死庫容,,一般是為了保持水電站有一定的工作水頭,不被利用,。
正常蓄水位,,又稱正常高水位、興利水位,、設(shè)計蓄水位,,是水庫最重要的一項特征水位,是擋水建筑物穩(wěn)定計算的依據(jù),。當采用無閘門控制泄洪建筑物時,,它與泄洪堰頂高程相同;當采用閘門控制泄洪建筑物時,,閘門關(guān)閉,,它是允許長期維護的最高蓄水位。
汛限水位是指汛期為滿足防洪要求,限制水庫興利允許的上限水位,,低于正常蓄水位,。汛限水位可以與死水位重合,如北京官廳電站水庫,,正常蓄水位479m,,死水位及汛限水位為476m。汛限水位也可以介于蓄水位和死水位之間,,適用于有一定規(guī)律可循的河流,。汛期洪水發(fā)生時間不大穩(wěn)定,對于洪水出現(xiàn)不定期或全年多次洪峰的情況,,需要在任何時候預(yù)留出防洪所需的庫容,,汛限水位可以與正常蓄水位重合。
防洪限制水位是水庫調(diào)節(jié)后達到的壩前最高水位,,防洪高水位是壩前達到的最高水位,,只有在水庫對下游防洪時,才需要確定這一水位,。這一水位可采用相應(yīng)的下游防洪標準的各種典型洪水,,按照擬定的防洪調(diào)度模式設(shè)計。為了保障汛期水庫防洪,,水庫會在汛期沒到時,,騰出庫容。汛限水位以上的庫容是作為滯蓄洪水的庫容,,在發(fā)生洪水的時候,,水庫才允許超過防洪限制水位來泄洪,洪水消退,,如汛期未過,,應(yīng)盡快地泄洪,使水庫水位迅速回降到防洪限制水位,。如上圖所示,,防洪限制水位一般低于設(shè)計洪水水位和校核洪水位。
設(shè)計洪水水位是擋水建筑穩(wěn)定計算的主要依據(jù),,是水庫遇到大壩的設(shè)計洪水時,在壩前達到的最高水位,。
校核洪水位是水庫在正常運作下,,短期允許達到的最高水位,是確定大壩頂高進行安全校核的依據(jù),。校核洪水位與防洪限制水位之間的庫容是調(diào)洪庫容,,校核洪水位以下的庫容為總庫容。
3、水電站大壩防洪調(diào)度
防洪泄洪關(guān)系民生,,大壩在防洪泄洪方面起到重要的作用,。舉個例子,三峽大壩設(shè)計最高蓄水位是175米,。在每年汛期,,保證上游水位在145米的防洪限制水位,多出30米的庫容以迎接洪峰,。洪峰后,,超過145米的水量下泄,為下次洪峰做準備,,下泄的水使中下游江面的水位升高,,但不影響人們的生命和財產(chǎn)安全。
泄洪,,是水庫里的水不急著用于發(fā)電,,直接從大壩通過。水壩,、水庫和水電站作用是通過攔蓄洪水,,蓄洪補枯,在調(diào)節(jié)水資源的同時壅高水位發(fā)電,。泄洪需要進行防洪調(diào)度,,滿足蓄洪補枯。
以三峽為例子,,它的可調(diào)度庫容221億立方米,,長江的年徑流量接近一萬億立方米,水量的百分之八十在雨季,。為保證三峽防洪庫容發(fā)揮作用,,需要防洪調(diào)度,保障庫容擁有221億庫容防洪能力,。進入汛期,,三峽水庫的水位不能超過145米高程。
防洪調(diào)度的目的是要保障水庫防洪作用,。還是以三峽水庫為例,,一旦三峽水庫不能再規(guī)定時間內(nèi)把發(fā)電水位降到最低,必須通過泄洪讓水庫水位保持到汛限水位,。
20世紀90年代,,水電站大壩對幾場大洪水的防洪泄洪起到了重要作用,減少了洪水帶來的巨大風險,。防止洪水漫壩,、潰壩,,實現(xiàn)人與自然和諧相處,也被越來越多的人們所重視,。